逆向工程与传统的设计过程不同,它是制造向设计逆向反馈信息,利用测量设备测量得到实物模型的相关数据,然后运用一定的处理技术来形成CAD模型。其技术的核心是几何形状的测量反求,而三坐标测量机(CMM)在测量中的地位不可取代。随着逆向工程的快速发展,对三坐标测量机的测量要求越来越高。作为硬件装备的重要补充,软件技术变得越来越重要,因此通过一些理论和方法提升、完善和优化三坐标测量软件具有理论和实际意义。本文在CMM采样预测方法、半球头法测量、三角网格剖分、测头半径补偿等方面进行了研究,开发了相应的测量数据处理软件界面,并通过实例仿真验证了这些研究结果的实用性。本文完成的主要工作如下：(1)针对现有典型自适应测量预测方法的精度、效率不高的现状,本文提出了切线偏转自适应预测法。利用方向和长度两个因素的自适应变化,实现采样点预测。通过余弦曲线、震荡曲线实例仿真证明了此方法较典型的圆弧预测法,采样点分布更合理,精度和效率也较后者提升了近两倍。(2)以半球测头测量法为基础,本文提出了一种针对半球头网格化测量时旋转方向预测的方法。对马鞍曲面进行实例仿真,用二维三点共圆补偿法进行测头补偿,测量截面内补偿点的平均误差达到了0.75 um。半球头测量的测头补偿过程简单,补偿精度较高,配合使用测头旋转方向预测方法,可进一步提升其测量效率。(3)基于一种以测量路径为基础的三角网格剖分法,通过平均分配两条测量路径间的多余线条,进一步改进了三角网格的剖分。(4)将该三角网格剖分法和平均矢量测头补偿法相结合,构成在线补偿法,可实现测量时的测头补偿。应用该补偿法对马鞍曲面进行测量仿真,并与常用的Delaunay离线补偿进行了对比,结果显示前者的平均补偿误差为2.9 um,稍高于后者的4.3 um。在线补偿法不仅补偿效率更高,补偿精度也能满足日常使用。